DE102011016729A1 - Device for power-assisted pivoting of a flap or door - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung 1 zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür 2 gegen die Schwerkraft zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung, aufweisend ein Energiespeicherelement 3, eine Nachführkulisse 4 mit einer Steuerkurve 5 und eine an der Klappe oder Tür 2 angreifende Koppelstange 6, wobei das Drehmoment des Energiespeicherelements 3 auf einen in der Steuerkurve 5 geführten längenveränderlichen Hebel 7 einwirkt, der die mit dem längenveränderlichen Hebel 7 zusammenwirkende Koppelstange 6 im Wesentlichen translatorisch bewegen kann und wobei die Nachführkulisse 4 durch eine Aktuatorik 8 bewegbar ist.Device 1 for external force-assisted pivoting of a flap or door 2 against gravity between an open position and a closed position, having an energy storage element 3, a tracking link 4 with a control curve 5 and a coupling rod 6 engaging the flap or door 2, the torque of the energy storage element 3 acts on a variable-length lever 7 guided in the control cam 5, which can move the coupling rod 6 cooperating with the variable-length lever 7 essentially in a translatory manner and wherein the tracking link 4 can be moved by an actuator 8.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür gegen die Schwerkraft zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung, aufweisend ein Energiespeicherelement, eine Nachführkulisse mit einer Steuerkurve und eine an der Klappe oder Tür angreifende Koppelstange, wobei das Drehmoment des Energiespeicherelements auf einen in der Steuerkurve geführten längenveränderlichen Hebel einwirkt, der die mit dem längenveränderlichen Hebel zusammenwirkende Koppelstange im Wesentlichen translatorisch bewegen kann.The invention relates to a device for power assisted pivoting a flap or door against gravity between an open position and a closed position, comprising an energy storage element, a Nachführkulisse with a control cam and acting on the flap or door coupling rod, wherein the torque of the energy storage element to a in the Control cam guided variable-length lever acts, which can move the translatable with the variable-length lever coupling rod substantially translational.
Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Kraftfahrzeugbau zur Verringerung der Betätigungskräfte beim Verschwenken einer Klappe oder Tür gegen die Schwerkraft zwischen einer Geschlossenstellung und einer Offenstellung und gegebenenfalls für eine Selbsthaltung der Klappe oder Tür in einer oder mehreren Öffnungsstellungen verwendet.Devices of the type mentioned are used in motor vehicle to reduce the actuation forces when pivoting a flap or door against gravity between a closed position and an open position and optionally for latching the flap or door in one or more open positions.
Die gattungsbildende
Als Nachteil ist zu nennen, dass durch die in die Nachführkulisse physisch eingebrachte Steuerkurve eine dauerhaft definierte Drehmomentkennlinie festgelegt wird, die nur aufwändig verändert werden kann.A disadvantage is that a permanently defined torque curve is defined by the control cam, which is physically introduced into the tracking guide, which can only be changed with great difficulty.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür bereitzustellen, bei der die Drehmomentkennlinie auf einfache Art und Weise verändert werden kann.Object of the present invention is therefore to provide a device for power assisted pivoting a flap or door, in which the torque curve can be changed in a simple manner.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of patent claim 1.
Ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in Patentanspruch 9 beansprucht.A vehicle with a device according to the invention is claimed in
Eine Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür gegen die Schwerkraft zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung weist ein Energiespeicherelement, eine Nachführkulisse mit einer Steuerkurve und eine an der Klappe oder Tür angreifende Koppelstange auf, wobei das Drehmoment des Energiespeicherelements auf einen in der Steuerkurve mittelbar oder unmittelbar geführten längenveränderlichen Hebel, der die Koppelstange im Wesentlichen translatorisch bewegen kann, zur Beeinflussung des von dem Energiespeicherelement bereitgestellten Drehmoments einwirkt und wobei die Nachführkulisse durch eine Aktuatorik bewegbar ist.A device for power assisted pivoting a flap or door against gravity between an open position and a closed position has an energy storage element, a Nachführkulisse with a control cam and an attacking on the flap or door coupling rod, wherein the torque of the energy storage element indirectly or indirectly in the control curve directly guided variable-length lever, which can move the coupling rod substantially translationally, acts to influence the torque provided by the energy storage element and wherein the Nachführkulisse is movable by an actuator.
Indem die Nachführkulisse von einer Aktuatorik bewegbar ist, kann trotz der darin fest eingebrachten Steuerkurve die wirksame Hebelarmlänge in bestimmten Grenzen variiert werden. So kann die Steuerkurve beispielsweise so ausgeformt werden, dass dem von der Klappe oder Tür aufgebrachten Drehmoment in jeder Winkellage zwischen Offenstellung und Geschlossenstellung ein entsprechendes Drehmoment aus dem Energiespeicherelement entgegengesetzt werden kann, wodurch die Klappe in einem Schwebezustand gehalten wird. Wird nun die Nachführkulisse durch die Aktuatorik nur etwas bewegt, so wird ein Ungleichgewicht zwischen dem Drehmoment des Energiespeicherelements und dem Drehmoment der Klappe oder Tür hergestellt, das zu einer Bewegung der Klappe oder Tür führt. Dadurch lässt sich die Klappe oder Tür mit sehr geringem Aufwand zwischen Offenstellung und Geschlossenstellung verfahren. Weiterhin können unregelmäßige Sonderbelastungen, beispielsweise durch Schneelast oder Winddruck, bedarfsweise kompensiert werden. Die Drehmomentkennlinie ist somit trotz definierter Steuerkurve weitestgehend variabel. Die Aktuatorik kann wahlweise elektrisch, elektromechanisch, pneumatisch oder hydraulisch arbeiten. Der längenveränderliche Hebel ist so zu verstehen, dass dieser seine wirksame Hebelarmlänge ändern kann, ohne zwangsweise seine physische Länge ändern zu müssen. Insbesondere kann der längenveränderliche Hebel auch aus mehreren zusammenwirkenden Teilstücken bestehen. Die Koppelstange greift mit Versatz zur Drehachse der Klappe oder Tür an, so dass die im Wesentlichen translatorische Bewegung der Koppelstange in eine Schwenkbewegung der Klappe oder Tür umsetzbar ist. Die Hauptbewegung der Koppelstange ist dabei translatorisch, wobei durch die Führung in der Steuerkurve und durch das Verschwenken der Tür oder Klappe auch eine Schwenkbewegung bzw. Parallelverschiebung der Koppelstange auftreten kann, die jedoch funktional nebengeordnet ist.By the Nachführkulisse is movable by an actuator, the effective Hebelarmlänge can be varied within certain limits despite the firmly inserted therein control cam. For example, the cam can be formed so that the torque applied by the flap or door in each angular position between the open position and closed position, a corresponding torque from the energy storage element can be opposed, whereby the flap is held in a limbo. If now the Nachführkulisse only slightly moved by the actuator, so an imbalance between the torque of the energy storage element and the torque of the flap or door is made, which leads to a movement of the flap or door. As a result, the flap or door can be moved with very little effort between the open position and the closed position. Furthermore, irregular special loads, for example, by snow load or wind pressure, if necessary, be compensated. The torque characteristic is thus largely variable despite a defined control curve. The actuator can optionally work electrically, electromechanically, pneumatically or hydraulically. The variable-length lever is understood to be capable of changing its effective lever arm length without necessarily having to change its physical length. In particular, the variable-length lever can also consist of several interacting sections. The coupling rod engages with offset to the axis of rotation of the flap or door, so that the substantially translational movement of the coupling rod can be converted into a pivoting movement of the flap or door. The main movement of the coupling rod is translational, whereby by the guidance in the control cam and by the pivoting of the door or flap, a pivoting movement or parallel displacement of the coupling rod may occur, which, however, is functionally sibling.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Nachführkulisse um eine Drehachse schwenkbar. Eine schwenkbare Nachführkulisse hat den Vorteil, dass die Aktuatorik mit geringen Betätigungskräften auskommt.In a preferred embodiment, the Nachführkulisse is pivotable about an axis of rotation. A pivotable Nachführkulisse has the advantage that the actuator manages with low operating forces.
In einer besonders bevorzugten Ausführung verläuft die Drehachse im Wesentlichen mittig durch die Nachführkulisse, so dass diese bei Betätigung durch die Aktuatorik eine wippende Bewegung ausführen kann. Wird die Drehachse gar so platziert, dass die Nachführkulisse wippend bewegbar ist, so können die Betätigungskräfte auf eine Minimum reduziert werden.In a particularly preferred embodiment, the axis of rotation extends substantially centrally through the Nachführkulisse, so that these on actuation can perform a rocking motion through the actuator. If the axis of rotation is even placed so that the Nachführkulisse is rockingly movable, so the operating forces can be reduced to a minimum.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Aktuatorik als ein gelenkig mit der Nachführkulisse verbundener elektrischer Antrieb ausgebildet. Als elektrischer Antrieb kann beispielsweise ein Linearantrieb dienen, der gelenkig an der Nachführkulisse angreift und diese so bewegt.In a preferred embodiment, the actuator is designed as an articulated with the Nachführkulisse electric drive. As an electric drive, for example, serve a linear drive, which engages articulated to the Nachführkulisse and this moves.
In einer bevorzugten Ausführung ist der elektrische Antrieb als Rotationsantrieb ausgebildet, wobei ein erster Gelenkarm eines Gelenks drehfest mit einer Abtriebswelle des Rotationsantriebs und ein zweiter Gelenkarm des Gelenks an der Nachführkulisse angelenkt ist. Der Rotationsantrieb kann ferner auch mit einem Untersetzungsgetriebe versehen sein, der die Betätigungskräfte für den Elektromotor weiter senkt. Das scharnierartige Gelenk dient der Umwandlung der Drehbewegung des Rotationsantriebs in eine weitestgehend lineare Bewegung an der Nachführkulisse.In a preferred embodiment of the electric drive is designed as a rotary drive, wherein a first articulated arm of a joint rotatably connected to an output shaft of the rotary drive and a second articulated arm of the joint is hinged to the Nachführkulisse. The rotary drive can also be provided with a reduction gear, which further reduces the actuating forces for the electric motor. The hinge-like joint is used to convert the rotational movement of the rotary drive in a largely linear movement on the Nachführkulisse.
In einer bevorzugten Ausführung sind die Nachführkulisse und der Rotationsantrieb in einem Lagerbock gelagert. Der Lagerbock kann weiterhin auch das Energiespeicherelement lagern und/oder der Befestigung der Vorrichtung, beispielsweise in einem Fahrzeug, dienen. Durch die gemeinsame Anordnung in einem Lagerbock besteht eine konstante relative Zuordnung der Komponenten zueinander.In a preferred embodiment, the Nachführkulisse and the rotary drive are stored in a bearing block. The bracket can also store the energy storage element and / or the attachment of the device, for example, in a vehicle serve. Due to the common arrangement in a bearing block there is a constant relative allocation of the components to each other.
In einer bevorzugten Ausführung ist an dem längenveränderlichen Hebel ein in der Steuerkurve geführter Gleitstein verschiebbar gelagert, wobei die Koppelstange an dem Gleitstein angreift. Der Gleitstein braucht hierzu nicht dauerhaft fest mit dem längenveränderlichen Hebel verbunden sein. Ausreichend ist vorliegend auch eine bloße Berührung der beiden, da die Steuerkurve zusammen mit den entgegen gerichteten Drehmomenten des Energiespeicherelements und der Klappe oder Tür diese ständig aneinander presst und so den Freiheitsgrad limitiert. Alternativ kann der Gleitstein auch in einem Langloch in dem längenveränderlichen Hebel geführt sein. Der Gleitstein weist vorzugsweise beiderseitige Rollen auf, mit denen er in der Steuerkurve abrollen kann. Zwischen den Rollen greift die Koppelstange zur Klappe oder Tür an.In a preferred embodiment, a guided in the control cam sliding block is slidably mounted on the variable-length lever, wherein the coupling rod engages the sliding block. The sliding block need not be permanently connected to the variable-length lever. Suffice is in the present case, a mere contact between the two, since the control cam together with the opposing torques of the energy storage element and the flap or door constantly pressed together and thus limits the degree of freedom. Alternatively, the sliding block can also be guided in a slot in the variable-length lever. The sliding block preferably has mutual rollers, with which it can roll in the control cam. Between the rollers, the coupling rod attacks the flap or door.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Energiespeicherelement als Drehstabfedersystem ausgebildet, das einerseits in dem Lagerbock festgesetzt und anderseits drehfest mit dem längenveränderlichen Hebel verbunden ist. Ein Drehstabfedersystem baut kompakt und kann durch Zusammenschalten mehrerer einzelner Drehstäbe ein ausreichend hohes Drehmoment bereitstellen.In a preferred embodiment, the energy storage element is designed as a torsion bar spring system, which is fixed on the one hand in the bearing block and on the other hand rotatably connected to the variable-length lever. A torsion bar system is compact and can provide sufficient torque by interconnecting multiple individual torsion bars.
Ein Fahrzeug hat mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür. Zum Verschwenken einer Heckklappe werden vorzugsweise zwei derartige Vorrichtungen in einem Dachbereich verbaut. Als Klappen kommen hauptsächlich Heck- oder Frontklappen eines Fahrzeugs in Frage, während sich die Vorrichtung bei Türen in erster Linie zum Verschwenken von Scherentüren eignet.A vehicle has at least one device according to the invention for power-assisted pivoting of a flap or door. For pivoting a tailgate two such devices are preferably installed in a roof area. Flaps are mainly rear or front flaps of a vehicle in question, while the device is suitable in doors primarily for pivoting scissor doors.
Wertere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.More particulars and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawings.
Darin zeigen:Show:
Gemäß den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- AA
- Drehachseaxis of rotation
- BB
- Drehachseaxis of rotation
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Klappe oder TürFlap or door
- 33
- EnergiespeicherelementEnergy storage element
- 44
- NachführkulisseNachführkulisse
- 55
- Steuerkurvecam
- 66
- Koppelstangecoupling rod
- 77
- längenveränderlicher Hebelvariable-length lever
- 88th
- Aktuatorikactuators
- 99
- Rotationsantriebrotary drive
- 9a9a
- Abtriebswelleoutput shaft
- 1010
- Gelenkjoint
- 10a10a
- erster Gelenkarmfirst articulated arm
- 10b10b
- zweiter Gelenkarmsecond articulated arm
- 1111
- Lagerbockbearing block
- 1212
- Gleitsteinslide
- 1313
- Scharnierhebelhinge lever
- 1414
- Koppelelementcoupling element
- 1515
- DrehstabfederTorsion bar
- 1616
- Vorspannhebelpriming lever
- 1717
- Einstellschraubeadjustment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2010/025817 A9 [0003] WO 2010/025817 A9 [0003]
Claims (9)
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